Цвета Ultra HD 4K TV: ближайшее будущее

Мы находимся на самом острие революции цветопередачи телевизоров. Будь это DCI P3 или Rec.2020, более насыщенные и правдоподобные цвета в скором времени найдут дорогу к контенту и телевизорам поблизости от вас. Ниже — то, что надо об этом знать.

Одним из недооцененных и часто игнорируемых аспектов производительности телевизора является реалистичность цвета. Чем цвет точнее, тем изображение жизнеподобнее.

Несмотря на приход ТВ высокой четкости, мы все еще застряли с цветами, во многом благодаря старым ограничениям технологии ЭЛТ. Сегодня телевизоры способны на лучший цвет, но сдерживаются контентом и спецификациями HD стандарта.

Но скоро все изменится. Грядущие стандарты цвета имеют своей задачей улучшить цвет и, наконец, вытащить его в 21 век.

Если вы не читали Часть 1 этой статьи, я очень советую вам. В ней рассказывается об основах того, как телевизоры создают цвет в наши дни.

В этой же части статьи я буду говорить о том, в каком направлении улучшение цветопередачи будет происходить завтра. Чтобы получить реалистичный цвет, улучшению должны подвергнуться две вещи: цветовая палитра и глубина цвета (разрядность, битность). Давайте начнем с того, что проще — с цветовой палитры.

Цветовой охват

Цветовой охват или «цветовая палитра» телевизора (или телевизионного сигнала) — это все цвета, которые возможно создать. Зеленейший зеленый, синейший синий, краснейший красный (плюс желтый, голубой, маджента и пр.). Самый легкий способ представить это — в виде треугольника. Посмотрите на изображение в начале статьи. Давайте, я подожду.

Самый маленький триугольник — цветовое пространство «Rec. 709», также известное, как «HDTV». Ваш глаз способен видеть цвета, находящиеся далеко за пределами возможностей современных телевизоров (очевидно). Два часто используемых примера — красный цвет пожарной машины (ниже) и красновато-лиловый цвет (баклажан). Их нельзя точно воспроизвести в рамках палитры Rec.709.

Расширение цветовой палитры (площадь треугольника увеличивается) позволяет телевизору отображать эти цвета, как и многие другие; позволяет, простите за каламбур, показать более красный красный. Мы поговорим о стандартах чуть ниже, но два больших треугольника на схеме (DCI P3 и Rec.2020) представляют два основных цветовых пространства, которые потенциально к нам придут. Как вы видите, они позволяют использовать гораздо большее количество цветов.  

Глубина (битность) цвета

Еще один аспект цвета — это его глубина, понимание которой чуть сложнее. Для начала, палитра телевизора не бесконечна. Будучи цифровым, каждый его цвет представлен числом. В данный момент HD телевизоры используют 8-битную нумерацию. Это значит, что для каждого цвета доступно 256 градаций (тут я допускаю вольности, но давайте не будем чересчур усложнять).

Таким образом, синий цвет под номером «20» настолько темный, что почти черный (но все еще синий), а синий «220» — это ярко-синий.

Может показаться, что диапазон невелик, но на деле этого достаточно — с его помощью можно получить 16,7 млн. цветов (256 зеленого * 256 синего * 256 красного). Но даже с таким количеством доступных цветов, у вас все еще может возникнуть «полошение» (внешне эффект соответствует названию — полосы вместо плавного цветового перехода), из-за которого вы потеряете промежуточные оттенки.

В настоящий момент телевизоры (и 4K Blu-ray) движутся в сторону 10-битного кодирования цвета. Оно означает 1024 градации на каждый цвет и гораздо большее число «оттенков серого», позволяет получить доступ в общей сложности к более, чем миллиарду цыетов.

Взяв вместе более высокую разрядность цвета и более широкую цветовую палитру, мы получаем огромный прорыв в плане реализма.

Кстати говоря, 8-битный цвет также довольно сильно ограничивает количество отображаемых деталей с точки зрения яркости. Чтобы узнать об этом больше, посмотрите мой материал про появление HDR.

И, наконец, есть наши глаза

На протяжении многих лет я, как и многие другие обзорщики, говорил о том, что телевизоры на квантовых точках обладают более насыщенными, более реалистичными цветами, даже если объективные измерения показывают такую же точность цвета, как и у других ТВ.

Один разработчик телевизоров сказал об этом так: RGB светодиоды (а также светодиоды в сочетании с лазерами и квантовыми точками) похожи на картину, нарисованную более качественной, более чистой краской. Он имел в виду следующее: конечно, любая краска позволит вам нарисовать картину, но можно получить более реалистичную картину, если использовать более качественную краску.

Оказывается (и неудивительно), что на это есть своя причина. Человеческий глаз (и мозг) видит чистые цвета более яркими. Чем «чище» красный, тем он кажется более ярким. Поэтому красный с широким спектром, типичный для большинства телевизоров, не будет казаться столь же концентрированным, как красный цвет от лазера, светодиода или квантовой точки. В результате получается более реалистичное представление цветов, которые намеревался показать автор.

Однако, здесь есть возможные проблемы. Чем более чистую длину волны мы используем, тем больше возникает потенциальных вариаций среди пользоватетей. Это самое необыкновенное. Поскольку глаза людей обладают очень тонкими различиями, то чем цвет чище, тем более по-разному мы их будем видеть.

Другими словами, на телевизоре будущего идеальный красный я могу увидеть таким же, как цвет пожарной машины или яблока. Для вас же он будет выглядеть очень похоже, но несколько менее реалистично. Мы оба будем правы, поскольку именно так видят наши глаза (и мозги).

Тут все возвращается к шумихе по поводу знаменитого белого/золотого/синего/черного одеяния. У нас нет способа узнать, как каждый видит тот или иной цвет, поэтому никто, в любом случае, не может оказаться неправ. Так уж мы видим, и это врожденное индивидуальное свойство.

Означает ли это, что мы можем получить телевизор с превосходными отзывами от одного обзорщика и плохими от другого (и это мнение разнесут по магазинам и барам по всей стране)? Может быть. Но скорее произойдет то, что производители ТВ найдут ту золотую середину, где почти все будут видеть «действительно хороший» цвет и не пойдут дальше, туда, где некоторые увидят «превосходный цвет», а другие — «так-себе цвет».

Для мира телевизоров это новая область, поэтому любопытно будет увидеть (в буквальном смысле), чем все обернется.

Если интересно, я развиваю эту тему в статье про квантовые точки.

4K Blu-Ray и стриминг

Самое приятное во всем этом — то обстоятельство, что в диске или в потоке вещания может содержаться дополнительная цветовая информация и при этом обеспечивается обратная совместимость. Никаких отдельных "дисков с расширенным цветом". Запускаете диск на «нормальном» 4K телевизоре, — и он идет с цветами Rec.709. Запускаете на телевизоре с поддержкой расширенного цветового пространства, — получите расширенный цвет.

В каком-то смысле это напоминает то, как реализован цвет на старых черно-белых телевизорах. Вещание было черно-белым, а данные по цветности передавались таким образом, что черно-белый ТВ их не видел, а цветной умел их извлечь и интегрировать в картинку.

Rec. 2020 или DCI P3

Одна из наиболее злободневных дискуссий посвящена тому, как далеко новые стандарты перенесут нас за пределы того, что мы имеем сейчас. К примеру, есть стандарт Rec.2020, в котором куда больше цвета, чем у нынешнего Rec.709. Но в кулуарах слышны голоса, что спецификация Rec.2020 заходит слишком далеко и что нынешний уровень технологий не позволяет его воплотить. Но для меня это звучит, как что-то хорошее — есть к чему стремиться.

Скорее всего, нам ниспошлют стандарт DCI P3. Это фрагмент стандарта Digital Cinema Initiative, отвечающий за цвет. Другими словами, вы это видите в кинотеатрах. Вероятность того, что внедрят P3, а не Rec.2020, высока по той причине, что цвета P3 уже используются в студиях. А работники студий — народ ленивый, они с большей готовностью дадут вам то, что у них уже есть, чем будут возвращаться и ремастерить кучу фильмов. К тому же, любой фильм, снятый за последние несколько лет, может обладать цветом P3 (либо меньше), но уж точно не больше, поскольку камеры большего не воспринимают.

Хотя DCI P3 более вероятен, технических причин, которые не позволяли бы со-существовать обоим вариантам, вроде бы, нет. Иными словами, P3 сегодня, Rec.2020 — чуть позже. Поскольку предполагается, что речь идет о дополнительных данных, содержащихся на диске, это больше напоминает добавление в фильм новой звуковой дорожки, а не изменение основного формата.

Почему это стало возможно сейчас?

Дискуссии про более широкие цветовые пространства — дело древнее. Сколько-то лет назад, помню, некоторые товарищи увлеклись способом интегрировать более широкие цветовые пространства в обычный HDTV сигнал методом «xvYCC». Увлечение продлилось минут десять, а этот метод, по сути, не использовался ни разу.

Сегодня — другое дело. У нас на подходе новый носитель, формат потокового вещания леко изменить, все форматы цифровые. Компонентный сигнал больше не путается под ногами. Добавление дополнительного потока данных при передаче через широкую «трубу» HDMI 2.0 — дело довольно несложное.

А вот заставить все компоненты системы работать с этим новым сигналом — это, конечно, чуть сложнее, но сейчас это сделать куда легче, чем раньше.

Резюме

Все эти новые цветовые возможности прекрасны тем, что производители телевизоров уже начали их внедрять. процесс этот не так прост, как добавление нового приложения или замена пульта, но новые технологии, делающие расширенные цветовые пространства реальностью, несут и другие бонусы, такие как энергоэффективность. Вероятность того, что следующий телевизор, купленный вами в 2016 году, будет обладать расширенными возможностями воспроизведения цветов, довольно немаленькая. А если рассмотреть перспективу пары лет, то она становится очень даже высокой.

Ожидая выход нового контента с дополнительными слоями информации, уже к концу года можно надеяться на большой скачок в плане улучшения реалистичности цветопередачи. Конечно, относится все это к тем, у кого будут новые телевизоры и 4K Blu-ray плееры, способные с этими слоями работать.

Как это произойдет, небо сразу станет радужным многоцветием чистой благодати.

20 Марта 2015, Geoffrey Morrison
Оригинал статьи

Нет комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.